長輸管道河流穿越大開挖施工難點和綜合控制辦法分析

譚永亮

摘 要：近年來，國內管道的河流穿越技術得到了快速發展，而合理選擇穿越方式是長輸管道敷設前期設計中的核心技術問題，也是工程前期設計的主要關注點。本文通過對長輸管道穿越大型河流大開挖施工技術進行研究及其對周邊環境產生的影響，結合具體工程實例，使長輸管道穿越大型河流采用大開挖施工的安全及可靠性能夠引起大家廣泛的關注。

關鍵詞：長輸管道;河流穿越大開挖;施工難點

目前，國內天然氣長輸管道穿越河流的主要技術為跨越及穿越兩種方式。對于大型河流，開挖敷設即為大開挖穿越施工，施工工藝簡單，成本較低。其實質是施工機械在待穿越的河道里開挖一定深度的管溝，然后將管道敷設回填在管溝內，同時采取合理穩管措施的一種管道穿越方式。

1水文、工程地質及環境條件

1.1水文、工程地質條件

穿越處地處溫帶半干旱。半濕潤大陸性季風氣候區，四季分明，雨熱同期。該河流常年流水，河水量四季差距明顯。一年中水量主要集中在7-9月，在11月至次年4月水量較少。施工宜選在春冬枯水期進行。該地氣溫極端高溫39.6℃，最低-31.8℃，年平均8.3℃，年平均降水量451mm，最大積雪深度16cm，凍土深達150cm。河流穿越處地形平坦，地層主要由粉砂粉土、砂礫石、中風化砂巖泥巖組成。淤泥層為粉砂粉土，厚度小于0.3m。其下為中風化砂巖，較硬。管道穿越場區區域地質構造不發育，無不良地質作用，基本處于相對穩定狀態，適宜采用大開挖穿越方式。

1.2環境條件

社會依托較好，有進場道路，但仍需修筑施工便道。宜采用爆破或帶炮錘的挖機開挖管溝。

2施工程序

2.1施工工藝流程

2.2施工準備

施工前應征得河道管理及相關部門認可，簽訂協議后方可施工;應對現場道路、地形地貌及河水流量進行詳細復勘，并在枯水期進行。施工前3d將開挖時間等信息通知河流下游可能受影響的居民，使之做好準備。做好施工隊伍工作的分配，職責分工等。對施工人員進行技術交底，使之熟悉設計圖紙和施工方案并備好施工機具、材料等。

2.3測量放線

應根據控制樁放出管溝中心線、邊界;穩管段、彎頭及護岸處，同樣進行放線、標記;根據施工方案確定圍堰堰體、導流渠尺寸和位置，一并放線標記。

2.4導流溝施工

若河流水流較大，可以使用一臺挖掘機，在圍堰對岸的原河道內，在穿越點上下各50m處挖掘一道深至巖層、寬9m的排水溝，促進河道內排水暢通，防止局部水流過大。

2.5圍堰施工

確定河流上游和下游兩道圍堰之間的重合距離為60m。堰體的長度根據河面寬度調整，保證能滿足施工，同時距離河岸至少有10m的排水寬度。完成導流溝開挖后，立即用推土機、挖掘機進行圍堰施工。因河水流較急，應先進行上游圍堰施工。圍堰尺寸為：頂寬9m，底寬12m，堰高4m（可根據現場水量調整），堰高應高于河面1.5m。從上游向下游圍堰。考慮到壩的防滲需要，可在壩的迎水面用寬4m的無紡布作防滲層，并在外面碼一層草袋子壓實。

2.6圍堰排水

在圍堰圍好后，立即用發電機、水泵將堰體內的積水排到堰外。并在施工期間及時將圍堰內積水排出。為了控制滲水，在上、下游堰之間可設集水坑，用潛水泵排出坑內積水。

2.7管溝開挖

管道開挖時，應與相關部門密切配合，確保施工過程中的安全。管溝挖深按設計要求進行，一般埋置于基巖下1.0m（距管頂）。現場穿越段管溝表層為粉砂、礫石厚度0.3～0.5m，下層為中風化沙巖、泥巖。需要將表層土、礫石揭掉后，對石方段使用帶炮錘的挖掘機挖溝。在圍堰內積水基本排出后，用挖掘機對作業帶進行推掃。河槽內第一層揭層厚度為0.5m，寬12m，主要根據現場適當調整，以不影響施工為準。揭層采用推土機和挖掘機共同作業。石方段管溝帶炮錘的挖掘機挖溝。對口焊接處管溝應在約9.0m范圍內適當加寬。對溝底進行復測，確保達到設計埋深。清理、修整管溝內碎石和底部尖石，并用20cm細混凝土澆筑溝底，防止管道防腐層損壞。

2.8管溝排水

考慮地層滲流等因素，管溝開挖時應進行必要的排水;可以采用機泵明排水的方式，可視管溝內涌水量確定機泵的數量。

2.9管線組焊

在管溝開挖完成的基礎上，進行側穿越段管道預制。焊接施工前，制定詳細的焊接措施，焊工應具有相應的資格證書方可上崗。穿越管線組焊施工應嚴格按照焊接工藝進行，在管線頭部焊接上封堵頭。

3質量及HSE保障措施

3.1質量保障措施

焊接嚴格按照焊接工藝評定及施工規范施工;認真按照設計圖紙施工，正確進行配管下料;管溝開挖前應放好線，開挖過程中及時進行測量，達到設計深度和坡度;集排水工作應及時有效進行;溝下焊接是確保干燥環境，保證焊接質量;管溝回填時應先按設計進行水保施工，待完成或達到一定強度后，進行原狀土等回填，回填應進行一定的夯實;施工保護涉及砼的，嚴格控制灰漿的配合比，冬期施工應采取相應措施保證砼澆筑質量并注意獲取氣候信息，選擇晴天施工。

3.2 HSE保障措施

實行持證上崗、定人定機的原則，盡量做到責任到人;所有操作人員應嚴格按照安全操作規程進行施工;管溝開挖應進行坡比試驗，確保管溝放坡系數是安全的，徹底消除塌方現象;水中作業要嚴格按照用電制度進行操作，由專人統一負責;了解河流的汛期情況及上下游的控水情況，應盡量選擇在枯水期進行施工;要定期檢查堰體的質量情況，消除一切不安全隱患.

4 結語

天然氣長輸管道穿越大型河流的施工，是目前長輸管道施工中比較常見的一項穿越工程，也是一項系統工程。除了受水文地質條件，穿越長度及穿越位置的制約，還受到水利部門及季節因素的影響。根據現場施工條件、技術因素以及對周邊環境的影響選擇最優的穿越方式。本文結合具體工程實例，詳細闡明了大開挖施工工程中主要施工工序及技術特點。結合現場良好的施工組織管理，該段穿越得以順利實施同時也取得良好的施工效果。對今后長輸管道穿越大型河流提供了一定的參考價值。

參考文獻：

[1]閻慶華，孫玉杰，付超，徐志剛.長輸管道河流穿跨越方案選擇[J].石油工程建設，2011，37（03）：1-5+83.

[2]王志瑛，姚安林，譚劍，蔣宏業.河流穿越施工的環境風險分析研究——油氣管道大開挖及河流穿越[J].環境科學與管理，2014，39（04）：177-181.

[3]周大淜，李宇，劉靜.西南水蝕區管道工程河流穿越水土流失影響分析[J].水土保持應用技術，2014（03）：43-45.

[4]李何，朱雪松，李明.長輸管道穿越河流的環境影響及對策淺析[J].環境科學與管理，2012，37（02）：186-188.